Si vous êtes un Personne matinale à laquelle les feuilles ne collent pas, la science vous propose désormais une curieuse réponse. Une nouvelle étude a conclu que le matériel génétique hérité de Néandertaliens par notre espèce a peut-être contribué à la propension de certains individus modernes à se coucher et à se lever plus tôt.
« En combinant l’ADN ancien, des études génétiques à grande échelle chez l’homme moderne et l’intelligence artificielle, nous avons découvert différences génétiques substantielles dans les systèmes circadiens des Néandertaliens et des humains anatomiquement modernes », explique John A. Capra, professeur d’épidémiologie et de biostatistique à l’Université de Californie et auteur principal des travaux publiés dans la revue Biologie et évolution du génome. Les rythmes circadiens sont des processus naturels qui régulent les changements des caractéristiques physiques et mentales au cours d’une journée environ. Autrement dit, ils nous disent quand il est temps de manger, de dormir ou de se lever.
Le chercheur ajoute qu’« en analysant les fragments d’ADN de Néandertal qui subsistent dans les génomes humains modernes, nous avons découvert une tendance surprenante : nombre d’entre eux ont des effets sur le contrôle des gènes circadiens chez l’homme moderne et ces effets vont principalement dans un sens cohérent avec propension accrue à être une personne du matin« .
Une paire d’une femme de Néandertal et d’un homme « Homo sapiens ». Agence SINC José Antonio Peñas
Il Homo sapiens Il est originaire d’Afrique il y a environ 300 000 ans, où des facteurs environnementaux ont façonné bon nombre de ses caractéristiques biologiques. Il y a environ 70 000 ans, les ancêtres des humains modernes d’Eurasie ont commencé à migrer vers ce continent, où ils ont rencontré de nouveaux environnements, tels que des latitudes plus élevées avec plus grande variation saisonnière de la lumière du jour et de la température.
En arrivant en Eurasie, ils rencontrèrent d’autres populations humaines, comme les Néandertaliens et les Dénisoviens, qui avaient évolué dans différentes conditions environnementales —cela a donné lieu à l’accumulation de variations génétiques et de phénotypes spécifiques de chaque lignée—, et lors du croisement avec ces individus, il est possible que les sapiens acquièrent des variantes génétiques déjà adaptées à ces nouveaux environnements.
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Des travaux antérieurs ont montré qu’une grande partie de l’ascendance des hominidés archaïques chez les humains anatomiquement modernes n’était pas bénéfique et a été éliminé par sélection naturelle, mais certaines variantes sont héritées et montrent des signes d’adaptation. Par exemple, des variantes génétiques archaïques ont été associées à des différences dans les taux d’hémoglobine à des altitudes plus élevées chez les Tibétains, à la résistance immunitaire à de nouveaux agents pathogènes, aux niveaux de pigmentation de la peau et à la composition des graisses.
Variantes introgressées
Des changements dans le modèle et le niveau d’exposition à la lumière ont conséquences biologiques et comportementales cela peut donner lieu à des adaptations évolutives, expliquent les auteurs de la recherche, qui ont exploré de manière approfondie l’évolution de l’adaptation circadienne chez les insectes, les plantes et les poissons, mais elle n’est pas bien étudiée chez l’homme.
Les environnements eurasiens dans lesquels les Néandertaliens et les Dénisoviens ont vécu pendant plusieurs centaines de milliers d’années sont situés à des latitudes plus élevées avec des horaires de lumière du jour plus variables que le paysage dans lequel les humains modernes ont évolué avant de quitter l’Afrique. Les chercheurs ont donc étudié s’il existait des preuves génétiques de différences dans les horloges circadiennes des Néandertaliens et des Sapiens.
Les chercheurs ont défini un ensemble de 246 gènes circadiens grâce à une combinaison de recherche bibliographique et de connaissances d’experts. Ils ont découvert des centaines de variantes génétiques spécifiques à une lignée susceptibles d’influencer les gènes impliqués dans l’horloge circadienne.
Reconstitution d’un père néandertalien et de sa fille. Image : Tom Björklund
À l’aide de méthodes d’intelligence artificielle, ils ont mis en évidence 28 gènes circadiens contenant des variantes susceptibles de perturber l’épissage chez les humains archaïques et 16 gènes circadiens probablement régulés de manière divergente entre les humains existants et les hominidés archaïques. Cela indiquait que il y avait probablement des différences fonctionnelles entre les horloges circadiennes des hominidés archaïques et des humains modernes. Depuis que les ancêtres des humains eurasiens modernes et des Néandertaliens se sont croisés, il était possible que certains humains aient obtenu des variantes circadiennes des Néandertaliens.
Para comprobarlo, los investigadores exploraron si las variantes genéticas introgresadas —variantes que pasaron de los neandertales a los humanos modernos— guardaban relación con las preferencias del organismo por la vigilia y el sueño en una gran cohorte de varios cientos de miles de personas del Biobanco del Royaume-Uni.
Ils ont trouvé de nombreuses variantes introgressées ayant des effets sur les préférences en matière de sommeil et, de manière plus surprenante, ils ont constaté que ces variantes augmentent systématiquement la propension à se lever tôt. Ceci suggère un effet directionnel sur le trait et est cohérent avec les adaptations aux hautes latitudes observées chez d’autres animaux.
Chez l’homme, la tendance accrue à se réveiller tôt est associée à une période plus courte de l’horloge circadienne. Ceci est susceptible d’être bénéfique aux hautes latitudes, car il a été démontré qu’il permet un alignement plus rapide du sommeil/éveil sur les signaux temporels externes.
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Des périodes circadiennes plus courtes sont nécessaires pour la synchronisation avec les longues périodes de lumière estivale des hautes latitudes chez les mouches des fruits, et la sélection de périodes circadiennes plus courtes a conduit à des climats latitudinaux de périodes décroissantes avec une latitude croissante dans les populations naturelles de mouches des fruits.
Par conséquent, le biais en faveur d’une augmentation précoce des variantes introgressées peut indiquer une sélection vers une période circadienne plus courte dans les populations vivant aux hautes latitudes. La propension à être une personne du matin aurait pu être bénéfique sur le plan de l’évolution pour nos ancêtres qui vivaient à des latitudes plus élevées en Europe et aurait donc été une caractéristique génétique néandertalienne méritant d’être préservée.
« Ce changement est cohérent avec les effets de la vie à des latitudes plus élevées sur l’horloge circadienne des animaux et permet probablement un alignement plus rapide de l’horloge circadienne avec les changements de lumière saisonnière », détaille John A. Capra. « Nos prochaines étapes consistent à appliquer ces analyses à des populations humaines modernes plus diverses, à explorer les effets des variantes néandertaliennes que nous avons identifiées sur l’horloge circadienne dans les systèmes modèles et à appliquer des analyses similaires à d’autres traits potentiellement adaptatifs. »
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